[发明专利]一种具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置及控制方法

权利要求书

1.一种具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置，其特征在于，包括：输入交流滤波模块、功率因数校正模块、直流支撑模块、逆变电路模块、输出交流滤波模块、控制电路模块，其中，

输入交流滤波模块，接入到配电网中，用于滤除电网中的背景谐波及阻隔谐波隔离电源装置产生的谐波电流注入电网；

功率因数校正模块，用于将经过输入交流滤波模块的交流电整流为直流电、给所述直流支撑模块充电以及调整谐波隔离电源装置的功率因数；

直流支撑模块，用于当功率因数校正模块进入限流工作模式，无法正常为直流支撑模块充电时，直流支撑模块进入放电模式，提供电流来维持稳定输出；

逆变电路模块，用于将直流支撑模块的直流电逆变成交流电输出；

输出交流滤波模块，用于对逆变电路模块输出的交流电进行滤波；

控制电路模块，用于实现谐波隔离电源装置的控制算法和保护逻辑；

所述功率因数校正模块在当输入电压低于预设阈值时进入限流工作模式；

所述功率因数校正模块采用变开关频率单周期连续控制和低电压穿越算法结合的控制策略；

所述功率因数校正模块包括：软启动电路、不控整流电路和功率因数校正电路，其中，

软启动电路，用于为直流支撑模块软启动充电；

不控整流电路，用于将交流电整流为直流电；

功率因数校正电路，用于调整交流侧功率因数。

2.根据权利要求1所述的具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置，其特征在于，所述直流支撑模块采用电容器和电池组并联的结构。

3.根据权利要求1所述的具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置，其特征在于，所述逆变电路模块在当输入电压低于预设阈值且直流母线电压大于第一预设电压值时，输出额定电压；

当输入电压低于预设阈值且直流母线电压在第一预设电压值与第二预设电压值区间内时，输出额定电压的90％。

4.根据权利要求1所述的具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置，其特征在于，所述控制电路模块，包括：主控制器、采样调理电路、开关量输入输出接口电路、驱动电路、人机交互界面模块，其中，

主控制器，用于实现谐波隔离电源装置的控制算法和保护逻辑；

采样调理电路，用于采集交流电压、电流和直流电压、电流，并经过滤波、调理及模数转换后将数字量送至主控制器；

开关量输入输出接口电路，用于输入输出的开关量的电平匹配；

驱动电路，用于接收并执行主控制器下发的驱动命令，完成功率因数校正电路和逆变电路模块的驱动功能，并将功率因数校正电路和逆变电路模块的状态反馈给主控制器；

人机交互界面模块，用于各模块及电网状态显示、故障事件记录及将控制参数和保护参数下发给主控制器。

5.一种基于权利要求1-4任一所述的具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

主控制器启动并进行自检及电网情况状态评估；

当状态评估通过后，投入谐波隔离电源装置开关，进行锁相，当状态评估不通过时，进行告警，不投入谐波隔离电源装置开关；

通过软启动电路为直流支撑模块充电，当直流支撑模块充电到第三预设电压值时，退出软启动电路控制，转为变开关频率单周期连续控制，继续为直流支撑模块充电；

检测到直流支撑模块充电至第四预设电压值时，启动逆变电路模块的恒压限流模式，同时检测负载侧是否存在短路或过流；

当恒压限流模式持续预设时间无故障时，逆变电路模块进入恒压源模式，谐波隔离电源装置进入正常运行模式。

6.根据权利要求5所述的具有低电压穿越功能的谐波隔离电源装置的控制方法，其特征在于，还包括：控制谐波隔离电源装置实现低电压穿越，包括如下步骤：

检测电网输入电压是否发生电压暂降，当发生电压暂降时投入低电压穿越程序，当未发生电压暂降时退出低电压穿越程序；

当检测到发生电压暂降时且电压低于预设阈值，执行功率因数校正模块限流算法，同时发送低电压穿越使能信号给逆变电路模块；

检测直流母线电压，直流母线电压大于第一预设电压值时，逆变器电路模块输出额定电压，当直流母线电压在第一预设电压值与第二预设电压值区间内时，逆变电路模块输出额定电压的90％，当直流母线电压小于第二预设电压值时，谐波隔离电源装置退出；

检测到输入电压恢复时退出低电压穿越程序，若谐波隔离电源装置退出运行，则自动执行谐波隔离电源装置启动程序，若谐波隔离电源装置未退出运行，则直接切换到正常运行模式。